【Orangepi Zero2 全志H616】驱动超声波测距、时间函数(gettimeofday)API

一、HC-SR04超声波模块

• 超声波测距原理
• 超声波的时序图

二、时间函数gettimeofday

• API测试代码
• 代码实现和验证

一、HC-SR04超声波模块

型号：HC-SR04
接线参考：模块除了两个电源引脚外，还有TRIG、ECHO引脚 / P0、P1

超声波测距原理

• 让它发送波：给Trig端口至少10us的高电平
• 开始发送波：Echo信号由低电平跳转到高电平
• 接收返回波：Echo信号由高电平跳转回低电平
• 计算时间 ：Echo引脚维持高电平的时间！
  开始发送波，启动定时器，接收到返回波，停止计时器
• 计算距离 ：测试距离=(高电平时间*声速(340m/s))/2

超声波的时序图

二、时间函数gettimeofday

gettimeofday 函数是一个用于获取当前时间的UNIX系统调用，它返回自1970年1月1日以来的秒数和微秒数。它的原型如下：

#include 

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

参数说明：

• tv：一个指向 struct timeval 结构的指针，用于存储当前时间。
• tz：一个指向 struct timezone 结构的指针，用于存储时区信息。在现代UNIX系统中，通常将该参数设置为 NULL，因为不再使用时区信息。

struct timeval 结构定义如下：

struct timeval {
    time_t tv_sec;      // 自1970年1月1日以来的秒数
    suseconds_t tv_usec; // 微秒数
};

gettimeofday 函数返回当前时间的秒数和微秒数，分别存储在 tv_sec 和 tv_usec 字段中。

示例用法：

#include 
#include 

int main() {
    struct timeval current_time;
    if (gettimeofday(&current_time, NULL) == 0) {
        printf("Seconds since 1970-01-01 00:00:00 UTC: %ld\n", current_time.tv_sec);
        printf("Microseconds: %ld\n", current_time.tv_usec);
    } else {
        perror("gettimeofday");
    }

    return 0;
}

这个示例使用 gettimeofday 函数来获取当前时间的秒数和微秒数，然后将其打印出来。注意，gettimeofday 函数提供了高精度的时间信息，可以用于各种时间相关的应用，如性能分析、计时器、日志记录等。

API测试代码

#include

struct timeval {
long tv_sec;/*秒*/
long tv_usec;/*微妙*/
};

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz )
gettimeofday()会把目前的时间用tv 结构体返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中

代码实现和验证

//计算程序在当前环境中数数10万次耗时多少
#include 
#include 
//int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz )

void mydelay()
{
	int i, j;
	
	for(i=0; i<100; i++){
		for(j=0; j<1000; j++);
		}
}

int main()
{
	struct timeval startTime;
	struct timeval stopTime;
	
	gettimeofday(&startTime, NULL);
	mydelay();
	gettimeofday(&stopTime, NULL);
	long diffTime = 1000000 * (stopTime.tv_sec - startTime.tv_sec) + (stopTime.tv_usec - startTime.tv_usec);
	printf("全志H616的Linux数100000耗时%ldus\n", diffTime);
	
	return 0;
}

代码实现和验证

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define Trig 0
#define Echo 1

double getDistance()
{
	double dis;
	struct timeval start;
	struct timeval stop;
	
	pinMode(Trig, OUTPUT);
	pinMode(Echo, INPUT);
	
	digitalWrite(Trig, LOW);
	usleep(5);
	
	digitalWrite(Trig, HIGH);
	usleep(10);
	digitalWrite(Trig, LOW);
	/*above init HC-SR04*/
	
	while (!digitalRead(Echo));
	gettimeofday(&start, NULL);
	while (digitalRead(Echo));
	gettimeofday(&stop, NULL);
	
	long diffTime = 1000000 * (stop.tv_sec - start.tv_sec) + (stop.tv_usec - start.tv_usec);
	printf("diffTime = %ld\n", diffTime);
	dis = (double)diffTime / 1000000 * 34000 / 2;
	
	return dis;
}

int main()
{
	double dis;

	if (wiringPiSetup() == -1){
		fprintf(stderr, "%s","initWringPi error");
		exit(-1);
	}

	while (1){
		dis = getDistance();
		printf("dis = %lf\n", dis);
		usleep(500000);
	}
	
	return 0;
}